Systemdynamik und Regelungstechnik
Grundlagen der Regelungstechnik
Beginn: Freitag, 06.04.2018, 13:15 Uhr (Übung)
Vorlesung
Ort:
AudiMax, Ulmenstraße
Zeit:
- Montag, 18:00-19:30 Uhr (wöchentlich)
- Freitag, 13:15-14:45 Uhr (nur ungerade Kalenderwochen)
Übung
Ort:
AudiMax, Ulmenstraße
Zeit:
- Freitag, 13:15-14:45 Uhr (gerade Kalenderwochen)
- Freitag, 15:00-16:30 Uhr (ungerade Kalenderwochen)
Fragestunde
Ort:
AudiMax, Ulmenstraße
Zeit:
Freitag, jeweils im Anschluss an die Übung
Aktuelles
Terminänderungen
Klausureinsicht: Systemdynamik und Regelungstechnik
Dienstag, 16.10.2018: 8:30-9:30 Uhr
Beratungsraum des Lehrstuhls für Mechatronik
Justus-von-Liebig-Weg 6, Raum 08
Übungsklausur
Besprechung der freiwilligen Übungsklausur am Freitag, 10. August 2018 ab 13:00 Uhr, Hörsaal Justus-von-Liebig-Weg 8
Klausur
Klausur Systemdynamik und Regelungstechnik
wird wieder angeboten im Anschluss an das Wintersemester 2018/2019
Kontaktbereich
Übungsleiter:
Praktikumsbetreuung:
Lernziel
Die Studierenden werden befähigt, regelungstechnische Lösungen auf Basis einschleifiger Regelkreise (Rückführung einer Regelgröße) sowie einfacher Zustandsrückführungen (Eigenwertvorgabe) für technische Problemstellungen zu erarbeiten und hierzu gängige Softwarewerkzeuge (Matlab/Simulink) einzusetzen.
Inhalt
- Einführung
- Modellbildung technischer Systeme
- Beschreibung linearer kontinuierlicher Systeme im Zeitbereich
- Beschreibung linearer kontinuierlicher Systeme im Frequenzbereich
- Stabilitätsanalyse
- Lineare Übertragungsglieder
- Der einschleifige Regelkreis: Führungs-/Störverhalten, Stabilität und Steuerungsentwurf
- Reglersynthese: Frequenzkennlinienverfahren, Wurzelortskurvenverfahren und Einstellregeln
- Einführung in die Zustandsregelung und -beobachtung: Polvorgabeentwurf
Informationen zur Prüfung
Als Hilfsmittel zur Prüfung "Systemdynamik und Regelungstechnik/ Grundlagen der Regelungstechnik (Bachelor)" ist ab dem Sommersemester 2018 eine handschriftliche Formelsammlung (1 Blatt Din A4 mit beliebigen Inhalten) zulässig. Die Formelsammlung des Lehrstuhls für Mechatronik darf nicht mehr in der Klausur verwendet werden.
Weiterhin darf in der Klausur ein einfacher, nicht programmierbarer Taschenrechner (in der Regel mit einzeiligem Display und evtl. Statuszeile) genutzt werden.
Weitere Hilfsmittel sind nicht zulässig.
Übungsaufgaben
Grundlagen der Beschreibung dynamischer Systeme im Zeitbereich
Regelungsorientierte Modellbildung technischer Systeme/ Zustandsarumdarstellung
Linearisierung nichtlinearer Systemmodelle, Systembeschreibung in Form von Ursache-Wirkungs-Diagrammen (Blockschaltbildbeschreibung)
Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungen im Zeit- und Bildbereich
Parameteridentifikation für dynamische Systemmodelle
Blockschaltbildalgebra, Übertragungsfunktionsdarstellung
Blockschaltbildalgebra, Stabilitätsanalyse
Bodediagramm, Frequenzkennlinienverfahren
Wurzelortskurvenverfahren
Einführung in die Zustandsraummethodik
Kurzfragen:
- Kurzfragen zur Übung vom 09.04.2018
- Kurzfragen zur Übung vom 13.04.2018
- Kurzfragen zur Übung vom 20.04.2018
- Kurzfragen zur Übung vom 27.04.2018
- Kurzfragen zur Übung vom 18.05.2018 (Teil 1)
- Kurzfragen zur Übung vom 18.05.2018 (Teil 2)
- Kurzfragen zur Übung vom 08.06.2018
- Kurzfragen zur Übung vom 15.06.2018 (Teil 1)
- Kurzfragen zur Übung vom 15.06.2018 (Teil 2)
- Kurzfragen zur Übung vom 25.06.2018
- Kurzfragen zur Übung vom 29.06.2018
Übungsklausur
Übungsklausur vom 22.07.2013
Übungsklausur vom 15.07.2016
Übungsklausur vom 18.07.2017
Übungsklausur vom 10.08.2018
Aufgabensammlung:
- Klausur Mess- und Regelungstechnik (Diplom) WS 2008/2009 (ohne Lösung)
- Ergänzende Aufgabensammlung (Stand: 25.04.2017)
- Ergänzende Aufgabensammlung (Lösungen, Stand: 25.04.2017)
Übungsmaterial:
Formelles
Prüfungszulassung/ Rechnerpraktikum im Wintersemester 2018/2019
Termine: Zulassungstests im Wintersemester 2018/2019
Die erfolgreiche Teilnahme am Praktikum ist für Studierende der Bachelorstudiengänge Maschinenbau, Mechatronik und Biomedizinische Technik Zulassungsvoraussetzung für die Prüfung.
Die Anmeldung zum Rechnerpraktikum Systemdynamik und Regelungstechnik erfolgt per E-Mail an PD Dr.-Ing. habil. Andreas Rauh bis zum Freitag, 28.10.2018. Die Prüfungszulassung wird in Form von 2 schriftlichen Tests überprüft. Bei Fragen wenden Sie sich bitte an PD Dr.-Ing. habil. Andreas Rauh.
Studierende, die bereits in einem früheren Semester die Prüfungszulassung in einem der Praktika erlangt haben, können nach einer Anmeldung auf freiwilliger Basis am Praktikum sowie an den Zulassungstests teilnehmen.
Zum Vermeiden von Kompatibilitätsproblemen nutzen Sie bitte nur die Matlab-Version, die über den Terminalserver-Zugang des Rechenzentrums zur Verfügung gestellt wird.
Praktikumsaufgaben
Praktikumsblatt 1
- Praktikumsblatt 1 (Vorbereitung/Einführung, pdf)
- Praktikumsblatt 1 (Aufgabenstellung, pdf)
- Praktikumsblatt 1 (Vorlage zur Lösung)
- Aufgabenblatt 1 (Lösungsskizze)
Praktikumsblatt 2
- Praktikumsblatt 2 (Vorbereitung/Einführung, pdf)
- Praktikumsblatt 2 (Aufgabenstellung, pdf)
- Praktikumsblatt 2 (Vorlage zur Lösung)
- Aufgabenblatt 2 (Lösungsskizze)
Praktikumsblatt 3
- Praktikumsblatt 3 (Vorbereitung/Einführung, pdf)
- Praktikumsblatt 3 (Aufgabenstellung, pdf, ohne Lösungsvorlage)
- Aufgabenblatt 3 (Lösungsskizze)
Praktikumsblatt 4
Zulassungstests
Zulassungstests
- Vorbereitungsaufgaben zum 1. Zulassungstest
- Kurzlösung: Vorbereitungsaufgaben zum 1. Zulassungstest (18.05.2018)
- Selbststudium: 1. Zulassungstest Sommer 2016 (incl. Lösung)
- Kurzlösung: 1. Zulassungstest Sommer 2018
Literatur und Selbststudium
Mathematische Grundlagen:
- Mathematische Formeln (nicht als Hilfsmittel zur Prüfung zugelassen)
- Rechnen mit Matrizen und Vektoren (nicht als Hilfsmittel zur Prüfung zugelassen)
- Umdruck zur linearen Algebra
- Lösung linearer Differentialgleichungen
- L. Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler: Band 1
- L. Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler: Band 2
- L. Papula: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler: Klausur- und Übungsaufgaben
- L. Papula: Mathematische Formelsammlung für Ingenieure und Naturwissenschaftler
Elektronisches Lehrbuch:
Weiteres Übungsmaterial finden Sie unter anderem unter folgenden Links:
A. Weinmann: Test- und Prüfungsaufgaben Regelungstechnik
Matlab und Simulink:
- Einführung in Matlab (Lehrstuhl für Mechatronik, Universität Rostock)
- Beispiele: Matlab/Simulink (The MathWorks, Inc.)
- MATLAB & Simulink Based Tutorials (The MathWorks, Inc.)
- Modeling Engineering Systems Using MATLAB and Symbolic Math Toolbox (The MathWorks, Inc.)
- MATLAB - Eine Einführung (FH-Prof. MMag. Dr. Susanne Teschl, Fachhochschule Technikum Wien)
- Einführung in MATLAB (Prof. Dr. rer. nat. Günter Gramlich, Hochschule Ulm)
- Numerical Computing with Matlab (Cleve Moler, The MathWorks)
- Experiments with Matlab (Cleve Moler, The MathWorks)
- Beispiel-Sammlung (University of Michigan)
- MATLAB-Simulink-Stateflow: Grundlagen, Toolboxen, Beispiele (A. Angermann, M. Beuschel, M. Rau, U. Wohlfarth)
- Matlab Tips and Tricks (Marios Athineos, Columbia University)
- MATLAB kompakt (W. Schweizer)
- Systeme der Regelungstechnik mit Matlab und Simulink (H. Bode)
Ergänzendes Material: